(57)【要約】  病変部の特定を容易にしつつ、正常部の色の変化を抑えることができる画像処理装置および蛍光観察装置を提供する。励起光の照射によって被検体Ａにおいて発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部２１と、照明光の照射によって被検体Ａから戻る白色光を撮影して白色光画像を生成する白色光画像生成部２０と、白色光画像を色空間を構成する複数の色信号に変換するメモリ２４と、メモリ２４により変換された複数の色信号を、複数の色信号のうち少なくとも１つの色信号および蛍光画像を用いて補正する画像演算部２５と、画像演算部２５により補正された複数の色信号から補正画像を生成する画像演算部２５と、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像と画像演算部２５により生成された補正画像とを合成する画像合成部とを備える画像処理装置６を採用する。
2011135992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光の照射によって被検体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、
照明光の照射によって被検体から戻る戻り光を撮影して戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、
該戻り光画像生成部により生成された戻り光画像を、色空間を構成する複数の色信号に変換する色変換部と、
該色変換部により変換された複数の色信号を、該複数の色信号のうち少なくとも１つの色信号および前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を用いて補正する色信号補正部と、
該色信号補正部により補正された複数の色信号から補正画像を生成する補正画像生成部と、
前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像と前記補正画像生成部により生成された補正画像とを合成する画像合成部とを備える画像処理装置。
【請求項２】
前記複数の色信号が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号である請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で除算した結果を乗算する請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正する請求項３に記載の画像処理装置。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数
【請求項５】
前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号を前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像で除算した結果を乗算する請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正する請求項５に記載の画像処理装置。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×（ＲＩＮ／ＦＩＮ）／α
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×（ＲＩＮ／ＦＩＮ）／α
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数
【請求項７】
前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正する請求項２に記載の画像処理装置。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β＋１]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β＋１]
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【請求項８】
前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正する請求項２に記載の画像処理装置。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×[｛（ＲＩＮ／ＦＩＮ）−（１／α）｝×β＋１]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×[｛（ＲＩＮ／ＦＩＮ）−（１／α）｝×β＋１]
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【請求項９】
前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で除算した結果を加算する請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正する請求項９に記載の画像処理装置。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ＋[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ＋[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【請求項１１】
前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で除算した結果を減算する請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正する請求項１１に記載の画像処理装置。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ−[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ−[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【請求項１３】
前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で減算した結果を加算する請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正する請求項１３に記載の画像処理装置。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ＋（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ＋（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【請求項１５】
前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で減算した結果を減算する請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正する請求項１５に記載の画像処理装置。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ−（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ−（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【請求項１７】
前記色変換部により変換されたＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号をＨＳＶ変換するＨＳＶ変換部を備え、
前記色信号補正部が、前記ＨＳＶ変換部により変換されたＨ成分の信号を補正する請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
被検体に照射する照明光および励起光を発生する光源部と、
請求項１に記載の画像処理装置と、
該画像処理装置により処理された画像を表示する画像表示部とを備える蛍光観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置および蛍光観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蛍光薬剤を用いて病変領域を診断する蛍光観察装置において、従来、組織の性状情報と形状情報のそれぞれに色情報および輝度情報を割り当てて、組織の性状情報を示す画像と組織の形状情報を示す画像とを合成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３２７３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の蛍光観察装置では、組織の正常部と病変部の両方に同一の処理を行っているため、病変部だけでなく正常部の色も変化してしまう。このような場合、正常部の色が通常の観察に用いられる白色光画像と異なる色で表示されるため、組織からの出血の有無などが判断できず、術者が適切な処置をおこなうのが難しいという不都合があった。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、病変部の特定を容易にしつつ、正常部の色の変化を抑えることができる画像処理装置および蛍光観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様は、励起光の照射によって被検体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、照明光の照射によって被検体から戻る戻り光を撮影して戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、該戻り光画像生成部により生成された戻り光画像を、色空間を構成する複数の色信号に変換する色変換部と、該色変換部により変換された複数の色信号を、該複数の色信号のうち少なくとも１つの色信号および前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を用いて補正する色信号補正部と、該色信号補正部により補正された複数の色信号から補正画像を生成する補正画像生成部と、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像と前記補正画像生成部により生成された補正画像とを合成する画像合成部とを備える画像処理装置である。【０００７】
上記の画像処理装置によれば、戻り光画像生成部により、照明光の照射によって被検体から戻る戻り光から戻り光画像が生成されるとともに、蛍光画像生成部により、励起光の照射によって被検体において発生した蛍光から蛍光画像が生成される。そして、色変換部により戻り光画像が色空間を構成する複数の色信号に変換され、色信号補正部により、色変換部により変換された複数の色信号が、複数の色信号のうち少なくとも１つの色信号および蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を用いて補正される。このように補正された複数の色信号から補正画像生成部により補正画像が生成され、画像合成部により蛍光画像と補正画像とが合成される。【０００８】
このようにすることで、合成画像において、例えば生体組織における病変部を特徴的に表示するとともに、正常部を元の色と同等となるように補正して表示することができる。これにより、病変部の位置や形状を特定しつつ正常部を元の色と同様に観察することができ、観察精度を向上することができる。【０００９】
上記の画像処理装置において、前記複数の色信号が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号であることとしてもよい。
このようにすることで、色変換部により戻り光画像がＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に変換され、色信号補正部により、これらＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号が、これら信号のうち少なくとも１つの信号および蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を用いて補正される。これにより、合成画像において、正常部を元の色と同等となるように補正して表示することができる。【００１０】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で除算した結果を乗算することとしてもよい。【００１１】
このようにすることで、戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分が補正された補正された補正画像を生成することができ、合成画像において、正常部を元の色と同等となるように補正して表示することができる。【００１２】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数【００１３】
このように戻り光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、Ｂ成分およびＲ成分が増加するため、病変部がマゼンダ（赤紫色）に近づく。ここで、生体内は血液等により赤色であるため、Ｇ成分およびＢ成分は吸収されやすい。したがって、生体内で吸収されにくいＲ成分の信号を用いて、Ｂ成分およびＲ成分の信号強度を補正することで、正常部の色を補正することができる。すなわち、上記のようにすることで、合成画像において、病変部をマゼンダ（赤紫色）で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。【００１４】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号を前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像で除算した結果を乗算することとしてもよい。【００１５】
このようにすることで、戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分が補正された補正された補正画像を生成することができ、合成画像において、正常部を元の色と同等となるように補正して表示することができる。【００１６】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×（ＲＩＮ／ＦＩＮ）／α
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×（ＲＩＮ／ＦＩＮ）／α
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数【００１７】
このように戻り光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、補正画像のＢ成分およびＲ成分を小さくすることができる。すなわち、上記のようにすることで、合成画像において、病変部のみを緑色で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。【００１８】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β＋１]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β＋１]
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）【００１９】
このように戻り光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、Ｂ成分およびＲ成分が増加するため、病変部がマゼンダ（赤紫色）に近づく。また、カラーゲインを乗算することで、病変部の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部をマゼンダ（赤紫色）で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。【００２０】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×[｛（ＲＩＮ／ＦＩＮ）−（１／α）｝×β＋１]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×[｛（ＲＩＮ／ＦＩＮ）−（１／α）｝×β＋１]
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）【００２１】
このように戻り光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、補正画像のＢ成分およびＲ成分を小さくすることができる。また、カラーゲインを乗算することで、病変部の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部のみを緑色で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。【００２２】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で除算した結果を加算することとしてもよい。【００２３】
このようにすることで、戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分が補正された補正された補正画像を生成することができ、合成画像において、正常部を元の色と同等となるように補正して表示することができる。【００２４】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ＋[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ＋[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）【００２５】
このように戻り光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、Ｂ成分およびＲ成分が増加するため、病変部がマゼンダ（赤紫色）に近づく。また、カラーゲインを乗算することで、病変部の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部をマゼンダ（赤紫色）で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。【００２６】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で除算した結果を減算することとしてもよい。【００２７】
このようにすることで、戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分が補正された補正された補正画像を生成することができ、合成画像において、正常部を元の色と同等となるように補正して表示することができる。【００２８】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ−[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ−[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）【００２９】
このように戻り光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、補正画像のＢ成分およびＲ成分を小さくすることができる。また、カラーゲインを乗算することで、病変部の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部のみを緑色で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。【００３０】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で減算した結果を加算することとしてもよい。【００３１】
このようにすることで、戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分が補正された補正された補正画像を生成することができ、合成画像において、正常部を元の色と同等となるように補正して表示することができる。【００３２】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ＋（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ＋（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）【００３３】
このように戻り光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、Ｂ成分およびＲ成分が増加するため、病変部がマゼンダ（赤紫色）に近づく。また、カラーゲインを乗算することで、病変部の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部をマゼンダ（赤紫色）で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。【００３４】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、前記蛍光画像生成部により生成された蛍光画像を前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で減算した結果を減算することとしてもよい。【００３５】
このようにすることで、戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分が補正された補正された補正画像を生成することができ、合成画像において、正常部を元の色と同等となるように補正して表示することができる。【００３６】
上記の画像処理装置において、前記色信号補正部が、以下の数式に基づいて前記戻り光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ−（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ−（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ここで、
ＢＯＵＴ：前記戻り光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：前記戻り光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：前記戻り光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：前記補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：前記補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：前記補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：前記蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）【００３７】
このように戻り光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、補正画像のＢ成分およびＲ成分を小さくすることができる。また、カラーゲインを乗算することで、病変部の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部のみを緑色で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。【００３８】
上記の画像処理装置において、前記色変換部により変換されたＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号をＨＳＶ変換するＨＳＶ変換部を備え、前記色信号補正部が、前記ＨＳＶ変換部により変換されたＨ成分の信号を補正することとしてもよい。
このようにすることで、病変部を緑や青等の生体にない色に変化させることができ、病変部の観察精度を向上することができる。【００３９】
本発明の第２の態様は、被検体に照射する照明光および励起光を発生する光源部と、上記の画像処理装置と、該画像処理装置により処理された画像を表示する画像表示部とを備える蛍光観察装置である。【００４０】
このような蛍光観察装置によれば、上記の画像処理装置を備えているので、合成画像において、例えば生体組織における病変部を特徴的に表示するとともに、正常部を元の色と同等となるように補正して表示することができる。これにより、病変部の位置や形状を特定しつつ正常部を元の色と同様に観察することができ、観察精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、病変部の特定を容易にしつつ、正常部の色の変化を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る蛍光観察装置の概略構成図である。
【図２】図１の画像処理装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の変形例に係る蛍光観察装置の概略構成図である。
【図４】図３の蛍光観察装置による処理を説明するフローチャートである。
【図５】図３の蛍光観察装置において係数を決定する際の処理を説明する画面例である。
【図６】本発明の第１０の変形例に係る蛍光観察装置の概略構成図である。
【図７】図６の波長選択部の概略構成図である。
【図８】図７の各フィルタの透過特性を示すグラフである。
【図９】図６の画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１０】本発明の第１１の変形例に係る蛍光観察装置の画像処理装置の機能ブロック図である。
【図１１】本発明の第１２の変形例に係る蛍光観察装置の画像処理装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の一実施形態に係る蛍光観察装置１について、図面を参照して以下に説明する。ここでは、本実施形態に係る蛍光観察装置１を内視鏡装置に適用した例について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１は、図１に示されるように、体内に挿入される細長い挿入部２と、照明光および励起光を射出する光源（光源部）３と、該光源３からの照明光および励起光を挿入部２の先端から被検体Ａに向けて照射する照明ユニット４と、挿入部２の先端に設けられ、被検体Ａの画像情報を取得する撮像ユニット５と、挿入部２の基端側に配置され、撮像ユニット５により取得された画像情報を処理する画像処理装置６と、該画像処理装置６により処理された画像を表示するモニタ（画像表示部）７とを備えている。
【００４４】
光源３は、キセノンランプ８と、該キセノンランプ８から発せられた照明光から、例えば波長帯域４００〜７５０ｎｍの励起光および白色光（照明光）を切り出すフィルタ９と、フィルタ９により切り出された励起光および白色光を集光するカップリングレンズ１０とを備えている。
【００４５】
照明ユニット４は、挿入部２の長手方向のほぼ全長にわたって配置され、カップリングレンズ１０によって集光された励起光および白色光を導光するライトガイドファイバ１１と、挿入部２の先端に設けられ、ライトガイドファイバ１１によって導光されてきた励起光および白色光を拡散させて、挿入部２の先端面２ａに対向する被検体Ａに照射する照明光学系１２とを備えている。
【００４６】
撮像ユニット５は、被検体Ａの所定の観察範囲から戻る戻り光を集光する対物レンズ１３と、該対物レンズ１３によって集光された戻り光の内、励起波長以上の光（励起光および蛍光）を反射し、励起波長より短い波長の白色光を透過するダイクロイックミラー１４と、ダイクロイックミラー１４を透過した白色光およびダイクロイックミラー１４により反射された蛍光をそれぞれ集光する２つの集光レンズ１５，１６と、集光レンズ１５によって集光された白色光を撮像する白色光用カラーＣＣＤ１７と、集光レンズ１６によって集光された蛍光を撮像する蛍光用モノクロＣＣＤ１８とを備えている。図１において、符号１９は、ダイクロイックミラー１４によって反射された光から励起光を遮断する（例えば、波長帯域７６５〜８５０nmの光だけを透過する）励起光カットフィルタである。
【００４７】
画像処理装置６は、白色光画像を生成する白色光画像生成部（戻り光画像生成部）２０と、蛍光画像を生成する蛍光画像生成部２１と、白色光用カラーＣＣＤ１７の露光時間を調整する自動露光時間調整部２２と、蛍光用モノクロＣＣＤ１８の露光時間を調整する自動露光時間調整部２３と、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号を保存するメモリ（色変換部）２４と、これらＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号を補正する画像演算部（色信号補正部、補正画像生成部、画像合成部）２５とを機能として備えている。
【００４８】
白色光画像生成部２０は、白色光用カラーＣＣＤ１７によって検出された白色光画像データから白色光画像を生成するようになっている。白色光画像生成部２０は、生成した白色光画像をメモリ２４および自動露光時間調整部２２に送信するようになっている。
【００４９】
蛍光画像生成部２１は、蛍光用モノクロＣＣＤ１８によって検出された蛍光画像データから蛍光画像を生成するようになっている。蛍光画像生成部２１は、生成した蛍光画像をメモリ２４および自動露光時間調整部２３に送信するようになっている。
【００５０】
自動露光時間調整部２２は、白色光画像生成部２０により生成された白色光画像の輝度値に基づいて白色光用カラーＣＣＤ１７の露光時間を調整するようになっている。
自動露光時間調整部２３は、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像の輝度値に基づいて蛍光用モノクロＣＣＤ１８の露光時間を調整するようになっている。
このようにすることで、生成された各画像から次フレームの露光時間を自動的に計算して、各ＣＣＤの露光時間を制御するようになっている。
【００５１】
なお、本実施形態において、白色光画像および蛍光画像の輝度値に基づいて、自動露光時間調整部２２および自動露光時間調整部２３により白色光用カラーＣＣＤ１７および蛍光用モノクロＣＣＤ１８の露光時間を調整することとして説明するが、光源３により射出する白色光および励起光の光量を制御してもよく、白色光用カラーＣＣＤ１７および蛍光用モノクロＣＣＤ１８のゲインを調整することとしてもよい。
【００５２】
メモリ２４は、図２に示すように、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号をそれぞれ保存するＲメモリ３１、Ｇメモリ３２、Ｂメモリ３３および蛍光画像信号を保存するＦメモリ３４を有している。
メモリ２４は、白色光画像生成部２０により生成された白色光画像を、色空間を構成するＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号に変換して各メモリに保存するとともに、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像信号をＦメモリ３４に保存し、保存した各色信号および蛍光画像信号を画像演算部２５に出力するようになっている。
【００５３】
画像演算部２５は、白色光画像の各色信号に対して、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像信号を白色光画像の各色成分のうち少なくとも１つの色信号で除算した結果を乗算することで、白色光画像の色信号を補正するようになっている。
具体的には、画像演算部２５は、例えば以下の数式に基づいて、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分を補正するようになっている。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
ここで、
ＢＯＵＴ：白色光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：白色光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：白色光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数
【００５４】
ここで、係数αは、較正部材を用いて被検体Ａの正常部における蛍光強度から予め設定された値であり、前述のように、被検体Ａの正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数である。すなわち、係数αは、被検体Ａの正常部において、（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×αが１となるような係数である。つまり、被検体Ａの正常部において、補正後の各色信号は以下のように演算される。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ
【００５５】
また、画像演算部２５は、このように補正された色信号から補正画像を生成し、生成した補正画像と蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像とを合成して、合成画像としてモニタ７に出力するようになっている。
モニタ７は、白色光画像生成部２０により生成された白色光画像Ｇ１と、画像演算部２５により補正画像と蛍光画像とが合成された合成画像Ｇ２とが並列に配置された画像を表示するようになっている。
【００５６】
上記構成を有する蛍光観察装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１を用いて、生体の体腔内の被検体Ａを観察するには、まず、癌細胞等の病変部Ａ１に特異的に集積する蛍光薬剤を被検体Ａに付着または吸収させる。この状態で、被検体Ａに励起光を照射することにより、蛍光薬剤が励起され蛍光が発せられる。
【００５７】
次に、体腔内に挿入部２を挿入して先端２ａを被検体Ａに対向させる。この状態で、光源３を作動させることによりキセノンランプ８から発せられてフィルタ９によって切り出される励起光を含む白色光が、カップリングレンズ１０により集光され、ライトガイドファイバ１１により挿入部２の先端２ａへと導光される。そして、この白色光は照明光学系１２により拡散され、被検体Ａに照射される。
【００５８】
被検体Ａにおいては、内部に含まれている蛍光物質が励起光によって励起されることにより蛍光が発せられるとともに、表面において白色光および励起光の一部が反射させられる。これら蛍光、白色光および励起光は、対物レンズ１３により集光され、ダイクロイックミラー１４により励起波長以上の光、すなわち、励起光および蛍光が反射され、励起波長より波長が短い白色光は透過させられる。
【００５９】
ダイクロイックミラー１４により反射された励起光および蛍光は、フィルタ１９により励起光が除去され、蛍光のみが集光レンズ１６により集光されて蛍光用モノクロＣＣＤ１８により撮影される。これにより、蛍光用モノクロＣＣＤ１８において被検体Ａの蛍光画像情報が取得される。また、ダイクロイックミラー１４を透過した白色光は、集光レンズ１５によって集光され、白色光用カラーＣＣＤ１７により撮影される。これにより、白色光用カラーＣＣＤ１７において被検体Ａの白色光画像情報が取得される。なお、蛍光画像情報と白色光画像情報は、どちらを先に取得してもよいし、同時に取得してもよい。
【００６０】
蛍光用モノクロＣＣＤ１８により取得された蛍光画像情報および白色光用カラーＣＣＤ１７により取得された白色光画像情報は、それぞれ画像処理装置６の蛍光画像生成部２１および白色光画像生成部２０に送られる。
【００６１】
蛍光画像生成部２１では、蛍光用モノクロＣＣＤ１８から送られた蛍光画像情報に基づいて２次元的な蛍光画像が生成され、白色光画像生成部２０では、白色光用カラーＣＣＤ１７から送られた白色光画像情報に基づいて２次元的な白色光画像が生成される。
この際、自動露光時間調整部２２により白色光用カラーＣＣＤ１７の露光時間が調整されるとともに、自動露光時間調整部２３により蛍光用モノクロＣＣＤ１８の露光時間が調整される。
【００６２】
次に、メモリ２４において、白色光画像生成部２０により生成された白色光画像がＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号に変換されて各メモリに保存されるとともに、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像信号がＦメモリ３４に保存され、保存された各色信号および蛍光画像信号が画像演算部２５に出力される。
【００６３】
画像演算部２５では、前述のように、例えば以下の数式に基づいて、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号が補正される。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
【００６４】
画像演算部２５では、このように補正された色信号から補正画像が生成され、補正画像と蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像とが合成される。このようにして合成された合成画像と白色光画像生成部２０により生成された白色光画像とがモニタ７に表示される。
【００６５】
以上のように、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、画像演算部２５により、白色光画像の色信号および蛍光画像信号を用いて、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号が補正されて補正画像が生成され、蛍光画像と補正画像とが合成される。
このようにすることで、合成画像において、例えば生体組織における病変部Ａ１を特徴的に表示するとともに、正常部を元の色と同等となるように補正してモニタ７に表示することができる。これにより、病変部Ａ１の位置や形状を特定しつつ正常部を元の色と同様に観察することができ、被検体Ａの観察精度を向上することができる。
【００６６】
また、画像演算部２５が、以下の数式に基づいて白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号を補正することで、病変部Ａ１を鮮明に表示することができる。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×（ＦＩＮ／ＲＩＮ）×α
【００６７】
上記の数式に基づいて白色光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、Ｂ成分およびＲ成分が増加するため、病変部がマゼンダ（赤紫色）に近づく。ここで、生体内は血液等により赤色であるため、Ｇ成分およびＢ成分は吸収されやすい。したがって、生体内で吸収されにくいＲ成分の信号を用いて、Ｂ成分およびＲ成分の信号強度を補正することで、正常部の色を補正することができる。すなわち、上記のようにすることで、合成画像において、病変部Ａ１をマゼンダ（赤紫色）で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。
【００６８】
［第１の変形例］
本実施形態の第１の変形例として、画像演算部２５による演算において用いられる係数αを自動的に設定することとしてもよい。
本変形例に係る蛍光観察装置５１は、図３に示すように、図１に示す構成要素に加えて、挿入部２の操作部に設けられた例えばボタン等の入力部２８と、入力部２８に入力された指示に基づいてパラメータ（係数α）を設定するパラメータ設定部２９とを備えている。
【００６９】
本変形例に係る蛍光観察装置５１の係数αの決定方法について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
入力部２８を操作することで、メモリ２４に保存された白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号のうち基準信号に用いている色信号（本変形例ではＲ成分）および蛍光画像信号が、パラメータ設定部２９に送られる（ステップＳ１）。
【００７０】
次に、パラメータ設定部２９において、白色光画像のＲ成分の信号および蛍光画像信号の、予め設定された領域における平均輝度が算出される（ステップＳ２）。ここで、予め設定された領域は、図５に示すように、例えば画像の中心部の領域Ｓである。
次に、基準とする蛍光画像の信号強度をＲ成分の信号強度で除算することで、係数αを算出する（ステップＳ３）。
【００７１】
以上のように、本変形例に係る蛍光観察装置５１によれば、蛍光用モノクロＣＣＤ１８により取得した蛍光画像と白色光用カラーＣＣＤ１７により取得した白色光画像から、白色光画像の色信号を補正するための係数αを算出することができる。
なお、係数αは、蛍光用モノクロＣＣＤ１８と白色光用カラーＣＣＤ１７との基準階調値の比から算出することとしてもよい。
【００７２】
［第２の変形例］
本実施形態の第２の変形例として、画像演算部２５が、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号を蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像で除算した結果を乗算することとしてもよい。
【００７３】
具体的には、画像演算部２５が、例えば以下の数式に基づいて白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号を補正する。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×（ＲＩＮ／ＦＩＮ）／α
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×（ＲＩＮ／ＦＩＮ）／α
ここで、
ＢＯＵＴ：白色光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：白色光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：白色光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数
【００７４】
このように白色光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、補正画像のＢ成分およびＲ成分を小さくすることができる。すなわち、上記のようにすることで、合成画像において、病変部Ａ１のみを緑色で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。
【００７５】
［第３の変形例］
本実施形態の第３の変形例として、画像演算部２５が、例えば以下の数式に基づいて白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β＋１]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β＋１]
ここで、
ＢＯＵＴ：白色光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：白色光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：白色光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【００７６】
このように白色光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、Ｂ成分およびＲ成分が増加するため、病変部Ａ１がマゼンダ（赤紫色）に近づく。また、カラーゲインを乗算することで、病変部Ａ１の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部Ａ１をマゼンダ（赤紫色）で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。
【００７７】
［第４の変形例］
本実施形態の第４の変形例として、画像演算部２５が、例えば以下の数式に基づいて白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号を補正することとしてもよい。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ×[｛（ＲＩＮ／ＦＩＮ）−（１／α）｝×β＋１]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ×[｛（ＲＩＮ／ＦＩＮ）−（１／α）｝×β＋１]
ここで、
ＢＯＵＴ：白色光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：白色光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：白色光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【００７８】
このように白色光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、補正画像のＢ成分およびＲ成分を小さくすることができる。また、カラーゲインを乗算することで、病変部Ａ１の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部Ａ１のみを緑色で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。
【００７９】
［第５の変形例］
本実施形態の第５の変形例として、画像演算部２５が、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像を白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で除算した結果を加算することとしてもよい。
【００８０】
具体的には、画像演算部２５が、例えば以下の数式に基づいて白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号を補正する。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ＋[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ＋[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ここで、
ＢＯＵＴ：白色光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：白色光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：白色光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【００８１】
このように白色光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、Ｂ成分およびＲ成分が増加するため、病変部Ａ１がマゼンダ（赤紫色）に近づく。また、カラーゲインを乗算することで、病変部Ａ１の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部Ａ１をマゼンダ（赤紫色）で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。
【００８２】
［第６の変形例］
本実施形態の第６の変形例として、画像演算部２５が、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像を白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で除算した結果を減算することとしてもよい。
【００８３】
具体的には、画像演算部２５が、例えば以下の数式に基づいて白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号を補正する。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ−[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ−[｛（ＦＩＮ／ＲＩＮ）−α｝×β]
ここで、
ＢＯＵＴ：白色光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：白色光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：白色光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【００８４】
このように白色光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、補正画像のＢ成分およびＲ成分を小さくすることができる。また、カラーゲインを乗算することで、病変部Ａ１の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部Ａ１のみを緑色で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。
【００８５】
［第７の変形例］
本実施形態の第７の変形例として、画像演算部２５が、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像を白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で減算した結果を加算することとしてもよい。
【００８６】
具体的には、画像演算部２５が、例えば以下の数式に基づいて白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号を補正する。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ＋（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ＋（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ここで、
ＢＯＵＴ：白色光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：白色光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：白色光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【００８７】
このように白色光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、Ｂ成分およびＲ成分が増加するため、病変部Ａ１がマゼンダ（赤紫色）に近づく。また、カラーゲインを乗算することで、病変部Ａ１の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部Ａ１をマゼンダ（赤紫色）で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。
【００８８】
［第８の変形例］
本実施形態の第８の変形例として、画像演算部２５が、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号に対して、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像を白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分のうち少なくとも１つの信号で減算した結果を減算することとしてもよい。
【００８９】
具体的には、画像演算部２５が、例えば以下の数式に基づいて白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号を補正する。
ＢＯＵＴ＝ＢＩＮ−（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ＧＯＵＴ＝ＧＩＮ
ＲＯＵＴ＝ＲＩＮ−（ＦＩＮ−ＲＩＮ×α）×β
ここで、
ＢＯＵＴ：白色光画像のＢ成分の信号強度
ＧＯＵＴ：白色光画像のＧ成分の信号強度
ＲＯＵＴ：白色光画像のＲ成分の信号強度
ＢＩＮ：補正画像のＢ成分の信号強度
ＧＩＮ：補正画像のＧ成分の信号強度
ＲＩＮ：補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＦＩＮ／ＲＩＮとなる係数
β：カラーゲイン（予め設定された係数）
【００９０】
このように白色光画像のＲＧＢ成分を補正することで、蛍光画像の信号強度が大きくなると、補正画像のＢ成分およびＲ成分を小さくすることができる。また、カラーゲインを乗算することで、病変部Ａ１の色変化を大きくすることができる。これにより、合成画像において、病変部Ａ１のみを緑色で表示するとともに、正常部を元の色で表示することができる。
【００９１】
なお、上記の第３から第８の変形例において、カラーゲインβは、被検体Ａにおける正常部と病変部Ａ１の蛍光強度の比が予め分っているという前提で予め設定された係数である。カラーゲインβは、病変部Ａ１の色変化が顕著になるような値とすることが望ましい。また、カラーゲインβは、上記の第３，５，７の変形例においては信号強度が飽和しないように決定し、上記の第６，８の変形例においては信号強度が負の値とならないように決定する（あるいは負の値となった場合には０と決定する）。
【００９２】
［第９の変形例］
本実施形態の第９の変形例として、画像演算部２５が、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号をＨＳＶ変換するＨＳＶ変換部（図示略）を備え、画像演算部２５が、ＨＳＶ変換部により変換されたＨ成分の信号を補正することとしてもよい。
【００９３】
具体的には、ＨＳＶ変換部は、例えば以下の数式に基づいて、メモリ２４に保存された白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号を、Ｖ成分（明度）、Ｓ成分（彩度）、およびＨ成分（色相）に変換する。
Ｖ＝Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｓ＝１−Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）／Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｈ＝６０Ｘ（（Ｇ−Ｂ）／（Ｒ−Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ））
【００９４】
また、画像演算部２５は、例えば以下の数式に基づいて白色光画像のＨ成分（色相）を補正する。
Ｈ＝ＨＸ（ＦＩＮ／ＲＩＮ）Ｘα
ここで、
Ｈ：白色光画像のＨ成分の信号強度
Ｓ：白色光画像のＳ成分の信号強度
Ｖ：白色光画像のＶ成分の信号強度
Ｂ：白色光画像のＢ成分の信号強度
Ｇ：白色光画像のＧ成分の信号強度
Ｒ：白色光画像のＲ成分の信号強度
ＲＩＮ：補正画像のＲ成分の信号強度
ＦＩＮ：蛍光画像の信号強度
α：正常部においてＲＩＮ／ＦＩＮとなる係数
【００９５】
このようにすることで、病変部を緑や青等の生体にない色に変化させることができ、病変部Ａ１の観察精度を向上することができる。
なお、本変形例において、白色光画像のＨ成分（色相）の補正にあたっては、前述の第２から第８の変形例に示す補正方法を適用してもよい。
また、本変形例において、白色光画像のＨ成分（色相）だけでなく、Ｖ成分（明度）やＳ成分（彩度）についても補正することとしてもよい。
【００９６】
［第１０の変形例］
本実施形態の第１０の変形例として、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の信号を面順次方式で取得することとしてもよい。
本変形例に係る蛍光観察装置５２において、光源３は、図６に示すように、キセノンランプ８と、該キセノンランプ８から発せられた照明光から所望の波長帯域を選択して透過させる波長選択部４０と、波長選択部４０により切り出された励起光および白色光を集光するカップリングレンズ１０とを備えている。
【００９７】
波長選択部４０は、図７に示すように、モータ等により回転されるターレット４４と、ターレット４４上に設けられ、異なる波長帯域の光を透過させる複数のフィルタ４１，４２，４３とを有している。
フィルタ４１は、図８に示すように、白色光画像のＲ成分および励起光ＥＸ（例えば波長帯域７１５〜７４０nmの光）だけを透過する特性を有している。同様に、フィルタ４２は白色光画像のＧ成分および励起光ＥＸ、フィルタ４３は白色光画像のＢ成分および励起光ＥＸだけを透過する特性を有している。
【００９８】
画像処理装置６は、図６に示すように、白色光画像および蛍光画像を生成する画像生成部（戻り光画像生成部、蛍光画像生成部）４７と、白色光用カラーＣＣＤ１７および蛍光用モノクロＣＣＤ１８の露光時間を調整する露光時間自動調整部４６と、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号を保存するメモリ（色変換部）２４と、これらＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号を補正する画像演算部（色信号補正部、補正画像生成部、画像合成部）２５と、波長選択部４０のターレット４４の回転と同期してメモリ２４に記憶するタイミングを制御するタイミング制御部４５とを機能として備えている。
【００９９】
なお、本変形例において、画像生成部４７は、図１における白色光画像生成部２０と蛍光画像生成部２１を合わせた機能を有しているが、図１と同様に、白色光画像生成部２０と蛍光画像生成部２１とを別々に設けることとしてもよい。
また、露光時間自動調整部４６は、図１における自動露光時間調整部２２と自動露光時間調整部２３を合わせた機能を有しているが、図１と同様に、自動露光時間調整部２２と自動露光時間調整部２３とを別々に設けることとしてもよい。
【０１００】
メモリ２４は、図９に示すように、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号をそれぞれ保存するＲメモリ３１、Ｇメモリ３２、Ｂメモリ３３と、蛍光画像信号を保存するＦメモリ３４と、白色光画像をいずれのメモリに出力するかを選択するセレクタ４８とを備えている。
セレクタ４８は、タイミング制御部４５により制御されており、波長選択部４０のターレット４４の回転と同期して、Ｒメモリ３１、Ｇメモリ３２、Ｂメモリ３３のいずれに白色光画像を出力するかを選択するようになっている。
【０１０１】
具体的には、白色光画像のＲ成分および励起光ＥＸを透過させるフィルタ４１が、キセノンランプ８の射出光軸上に配置されているタイミングにおいては、取得された白色光画像をＲメモリ３１に保存する。同様に、キセノンランプ８の射出光軸上に、フィルタ４２が配置されているタイミングにおいて取得された白色光画像はＧメモリ３２に保存し、フィルタ４３が配置されているタイミングにおいて取得された白色光画像はＢメモリ３３に保存する。
【０１０２】
このようにすることで、画像生成部４７により取得した白色光画像を色変換することなく、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号に分割することができ、これらＲ成分、Ｇ成分、およびＢ成分の色信号を、画像演算部２５により補正することができる。これにより、前述の各変形例と同様に、合成画像において、正常部を元の色と同等となるように補正してモニタ７に表示することができる。
【０１０３】
［第１１の変形例］
本実施形態の第１１の変形例として、図１０に示すように、メモリ２４と画像演算部２５との間に、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の信号の色補正を行うカラーマトリクス回路５５を設けることとしてもよい。
具体的には、カラーマトリクス回路５５は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の信号に対して、以下の数式に示す演算を行うことで、各信号の色補正を行う。
【０１０４】
【数１】
2011135992.tif 000003
ここで、Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´は色補正後のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の信号強度、Ｍ１１からＭ３３は予め設定された係数、Ｒ，Ｇ，Ｂは色補正後のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の信号強度である。
【０１０５】
このようにすることで、色補正後のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色信号を、画像演算部２５により更に補正することができる。これにより、合成画像において、正常部を元の色とより同等となるように補正して表示することができる。
【０１０６】
［第１２の変形例］
本実施形態の第１２の変形例として、図１１に示すように、メモリ２４と画像演算部２５との間に、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像を白色光画像生成部２０により生成された白色光画像により規格化して補正蛍光画像を生成する前段処理部５６を備えることとしてもよい。
【０１０７】
前段処理部５６は、蛍光画像生成部２１により生成された蛍光画像における各画素の輝度値を、白色光画像生成部２０により生成された白色光画像において蛍光画像の各画素に対応する各画素の輝度値で除算することで、各画素の輝度値が規格化された補正蛍光画像を生成するようになっている。
【０１０８】
このようにすることで、各画素の輝度値が規格化された補正蛍光画像と、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分が補正された補正画像とを合成してモニタ７に表示することができる。これにより、正常部を元の色とより同等となるように補正して表示するとともに、観察距離や観察角度による蛍光強度への影響を排除して被検体Ａの状態を判定することができ、病変部Ａ１の観察精度を向上することができる。
【０１０９】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本実施形態において、本発明に係る画像処理装置および蛍光観察装置を内視鏡装置に適用した例を説明したが、顕微鏡装置等に適用することとしてもよい。
また、本発明を上述の一実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよい。
【０１１０】
また、本実施形態において、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の信号強度の補正にあたって、白色光画像のＲ成分の信号と蛍光画像信号を用いたが、白色光画像のＧ成分またはＢ成分の信号と蛍光画像信号を用いてもよい。また、蛍光画像信号と白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分のうち任意の２つ以上の信号を用いてもよい。
【０１１１】
また、本実施形態において、白色光画像のＲ成分およびＢ成分の信号強度を補正することとして説明したが、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分のいずれの信号強度を補正することとしてもよい。また、白色光画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分のうち任意の２つ以上の信号強度を補正することとしてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
Ａ  被検体
Ａ１  病変部
１，５１，５２  蛍光観察装置
２  挿入部
３  光源（光源部）
４  照明ユニット
５  撮像ユニット
６  画像処理装置
７  モニタ（画像表示部）
２０  白色光画像生成部（戻り光画像取得部）
２１  蛍光画像生成部（蛍光画像取得部）
２２  自動露光時間調整部
２３  自動露光時間調整部
２４  メモリ（色変換部）
２５  画像演算部（色信号補正部、補正画像生成部、画像合成部）
２８  入力部
２９  パラメータ設定部
３１  Ｒメモリ
３２  Ｇメモリ
３３  Ｂメモリ
３４  Ｆメモリ
４０  波長選択部
４５  タイミング制御部
４６  露光時間自動調整部
４７  画像生成部
５５  カラーマトリクス回路
５６  前段処理部
【図１】
2011135992.tif 000004
【図２】
2011135992.tif 000005
【図３】
2011135992.tif 000006
【図４】
2011135992.tif 000007
【図５】
2011135992.tif 000008
【図６】
2011135992.tif 000009
【図７】
2011135992.tif 000010
【図８】
2011135992.tif 000011
【図９】
2011135992.tif 000012
【図１０】
2011135992.tif 000013
【図１１】
2011135992.tif 000014
【国際調査報告】
2011135992.tif 000015
2011135992.tif 000016